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酸性集料表面活化技术与粘附机理研究
| 论文题名： | 酸性集料表面活化技术与粘附机理研究 |
| 关键词： | 酸性集料;表面活化技术;粘附机理;灰关联分析法分析 |
| 摘要： | 近几年我国高速公路的发展飞快,用于沥青路面铺筑的优质石料越来越少,为了满足高速公路发展的需要,对酸性石料的利用显得越来越为迫切。酸性石料强度大、耐磨性好,从这些方面来说是很好的路面材料,但酸性石料与沥青的粘附性却很差,对酸性石料的利用造成了障碍。所以,提高酸性石料与沥青的粘附性,已成为道路研究者所面临的首要问题。 通过深入研究沥青、集料及沥青-集料的界面微观性质对粘附性的影响,提出了沥青与集料的粘附机理。详细分析了沥青与集料的粘附性以及沥青混合料水稳性的影响因素,并提出沥青路面抗水损害能力的改善措施。 借助扫描电镜(SEM)研究了集料表面的物理构造和沥青在集料表面的渗入深度,量化了渗入深度与沥青-集料水稳性的关系。通过测量集料的zeta电位,结合集料与沥青的粘附性,并与以SiO含量为标准划分集料的酸碱性相比较,提出用集料的zeta电2位更能较好的表征集料的酸碱性。运用灰关联分析法分析了集料表面各价态元素对沥青-集料粘附性的影响。探索了利用X射线光电子能谱(XPS),测定沥青中碳、氧、硫和氮等原子的表面官能团的类型,结合元素含量分析确定了官能团的相对含量,得出沥青中醇羟基,醚以及酯对沥青与集料的水稳性起到的是促进作用。尝试用电极板法测沥青的电导率及积分法表征沥青的粘聚功,并建立了沥青电导率和粘聚功与增强沥青-集料粘附性的关系。 以表面能理论为基础,基于固液之间的表面性质,结合润湿方程(Young,s方程),计算出添加抗剥落剂改性前后沥青的表面自由能、沥青-集料系统的粘附功、沥青-集料-水系统的剥落功。研究表明添加抗剥落剂后,沥青表面自由能中的极性分量显著增加,且沥青-集料系统的粘附功增加,剥落功减少。通过与现行规范中冻融劈裂试验评价水稳性的方法相比较,认为可以从剥落功角度出发,选择沥青与集料的较优组合,进行配合比设计,以便从材料、设计两个方面优化沥青路面抗水损害能力。 |
| 作者： | 陈燕娟 |
| 专业： | 道路材料科学与工程 |
| 导师： | 陈华鑫 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长安大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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